دانلود مقاله خواص فیزیکی و شیمیایی نو کلئیک اسید ها

نکات کلیدی

پایداری نوکلئیک اسیدها : اگر به نظر میرسد که ساختار رشته های دوبل DNA و RNA  بوسیله پیوند هیدروژنی محکم میگردند ، اما این چنین نیست با ندهای هیدروژنی بای جفت شدن بزها مخصوص هستند ، اما پایداری مار پیچ نوکلئیک اسید نتیجه اثر متقابل آب گریزی و دو قطبی دو قطبی بین جفت  بازهای آلی میباشد .

اثر اسید : وضعیت بسیار اسیدی ممکن است باعث تجزیه نوکلئیک اسیها به اجزایشان شود : بازها قند و فسفات اسیدهای ضعیف سبب هیدرولیز پیوند بازهای پودینی گلیکوزیلی تا اسید بدون پودین بدست آید شرایط شیمیایی پیچیده برای انتقال بازهای ویژه توسعه داده شده است و اساس توالی شیمیایی DNA است .

اثر قلیا  : PH بالا DNA و RNA  را تخریب میکند بوسیله تغییر در وضعیت تاتو مری بارها و قطع بازهای هیدروژنی  ویژه RNA  همچننی مشکوک به  هیدرولیز در PH بالا بوسیله شرکت در  OM-Z  در فرایند شکستگی درون مولکولی ستون فقودی استر میباشد .

بعضی از ترکیبات شیمیایی مانند دوره و فرمامید میتوانند DNA و RNA   را در RM طبیعی بوسیل قطع نیروی آب گریزی بین بازهای آلی تخریب کنند .

چسبندگی : DNA خیلی دراز و نازک است و محلولهای DNA یک چسبندگی بالایی دارند مولکوهای DNA دراز مستعد شکستگی در یک محلول از طریق لرزش میباشند این پروسه ها میتوانند برای تولید DNA با یک طول متوسط و مشخص استفادع شود .

چگالی  شناوری :

DNA دارای چگالی حدود میباشد و میتواند آنالیز شود خالص شود بوسیله قابلیتش در متعادل کردن در چکالی شناوری اش در یک شیب چگالی کلراید سندیم تشکیل شده در یک سانتریفوژ چگالی دقیق DNA بعلت وجود G+C میباشد و این تکنیک ممکن برای تجزیه DNA های ترکیبات مختلف استفاده شود

موضوعات مرتبط :

ساختار نوکلئیک اسیدها

ویژگیهای دمایی و اسپکتروسکوبی نوکلئیک اسدیها

پایداری نوکلئیک اسیدها : در اولین نگاه ممکن است بنظر میردس که مارپیچ دو گانه DNA و ساختار ثانویه RNA   بوسیله باندهای هیدروژنی  بین جفت بازها محکم میگردند .

در حقیقت اینطور نیست مانند پروتئینها ( موضوع A4 را ببینید ) حضور باندهای هیدروژنی  بین یک ساختار بطور نرمال ایجاد پایداری نمیکند این بخاطر اینست که یکی باید بررسی شود اختلاف در انرژی  بین انها ، در مورد DNA وضعیت تک رشته  ای  پیچ خورده و ساختار دو رشته ای توجه داشت باندهای هیدروژنی  بین جفت بازها در DNA دو رشته ای صرفاً جایگزین میشد از نظر قدرت و انرژی  که اگر مولکول DNAتک رشته  می بود در محلول آبی ، فقط با مولکولهای آب برقرار میگردد پیوند هیدروژنی  یقیناً در شرایط مورد نیاز برای جفت شدن بازها در یک زنجیریه دوتایی دخالت دارد

DNA دو رشته  ای فقط موقعی تشکیل خواهند شد که مکمل یکدیگر باشند اما این پیوند در پایدار بودن مارپیچ شرکت نمی کنند ریشه این پایداری در جای دیگری نهفته  است مهمترین مسئله بین جفت بازهای آلی تداخل میباشد از آنجائیکه آن بهتر است که از نظر انرژی  آب را به روش متراکم مردن آن از محیط زوجهای آب گریز دور کرد مقدار زیادی از آب در شبکه پیوندهای هیدروژنی  وارد میشودد تد اخل عمل بین دوقطبی های باردار موجود روی بازها را بیشتر میکنئ حتی در DNA تک رشته ای بازها تمایل دارند تا رروی همدیگر متراکم شوند این تراکم شدن ، در زنجیره دوتایی DNA بیشتر میگردد . پدیده آب گریزی باعث میشود که این حالت بهترین حالت از نظر انرژی  زایی باشد .

اثر اسید :

در اسیدهای قوی و دمای بالا بعنوان مثال در اسید کلریک در دمای بیش از 100 درجه سانتی گراد ، اسید نوکلئیک بطور کامل به ا جزایش تفکیک میشود بازها ، ریبوز ، دی اکسید ریبوز و فسفات درحضور اسیدهای معدنی رقیق  تر به عنوان مثال به PH=3-4  ، باندهای راحت تجزیه میشوند به طور انتخاب می شکنند این پیوندها آن پیوندهای گلیکوزیلی هستند که بازهای پورین را به حلقه قندریبوز متصل میکنند و با شکستن آنها اسید نوکلئیک به صورت بدون پودین میشود روشهای شیمیایی پیچیده تری به دست آمده ا ند که بطور ویژه بازها را در بر دارند این شکل اساس توالی شیمیایی در DNA است که توسط ماکسیم و گیلبرت ارائه شد .

اثر قلیا بر DNA :

افزایش PH  بالای دامنه فیزیو لوژیکی (PH=7-8) اثرات دقیق بیشتر روی ساختار DNA دارد . اثر قلیا تغییر دادن وضعیت توتومریک بازها است  این اثر میتواند با مراجعه به مدل ترکیب سیکلو هگزان مشاهده شود مولکول در تعادل است بین وضعیت توتومریک کتو و انول  میباشد در PH طبیعی ، ترکیب عمدتاً در حالت keto میباشد افزایش PH سبب میشود تغییر به تشکیل اینولات میگردد که مولکول پروتون از  دست میدهد زیرا بار منفی با پایداری بیشتی بر روی اتم اکسیژن الکترونگاتیو مطابقت دارد ساختار گوانین نیز تمایل پیدا میکند به تشکیل اینولات در PH بالا و تغییرات شبیه نیز در ساختار بازای دیگر روی میدهد این اثرات باند هیدروژنی  بین جفت بازها را تحت تاثیر قرار میدهد ونتیجه آن اینست که ساختار دو رشته ای DNA بشکند واین است که DNA واسرشت میگردد .

RNA   :

در RNA   هم واسرشت مشایه در مناطقی از مارپیچ در PH بالا صورت میگیرد اما این اثر تحت تاثیر حساس بودن RNA   برای هیدرولیز در محیط قلیایی است

واسرشت شدن DNAدر محیط با PH بالا

این مسئله است بخاطر اینکه گروه  در RNA   وجود دارد که دقیقاً در جایی قرار گرفته در شکستن ستون RNA    از طریق اعمال نیروی درون مولکلی بر روی فسفات در محل اتصال فسفودی استر دخالت میکند این مسئله بیشتر پیشرفت میکند در شرایط با  PH بالا  ویرا –OH بعنوان  یک باز عمومی عمل میکند .

محصول آن ایجاد   آزاد و و فسفودی استر حلقوی اس که بعداً به یا   مونو فسفات هیدرولیز میشود حتی در PH طبیعی هم RNA   نسبت به DNA برای هیدرولیز شدن مستعد تر است که DNA البته فاقد  است این مسئله پذیرفتی است که چرا DNA بازشده تا با  دی اکسی ریبوز ترکیب شود چون کاربری آن به پایداری بالای انرژی  احتیاج دارد .

شکل ص 38

شکسته شدن درون مولکولی پیوندهای فسفودی استر در محیط قلیایی

واسرشت شیمیایی :

تعدادی از عوامل شیمیایی میتوانند سبب واسرشت DNA یا RNA    در محیط طبیعی شوند بهترین مثال این ترکیبات اوره و فرمامید میباشد غلظت بالایی این عوامل ( چندین مولا ر) باعث تخریب باندهای  هیدروژنی  در محلول آبی متراکم میگردد معنی آن   اینست  که پایداری انرژی  در ساختار ثانوی اسید نوکلئیک ازطر یق خارج کردن آب در بین پیوندهای آب گریز باز صورت گرفته ضعیف میشود و پیوندهای مستمر واسرشت شدن میشوند .

چسبندگی :

ی DNA سلولی خیلی دراز و باریک است و از نظر فنی نسبت به طولی زیادی دارد DNA حدود دو نانومتر قطر دارد و ممکن است در  حدود میکرومر یا میلی متر یا ؟ مثل کرموزومهای یوکاریونی چند سانتی متر باشد برای دید بهتر ، اگر DNA قطری شبیه ماکارونی داشته باشد در آن  صورت  کروموزوم Ecoli ، دارای 6/4 میلیون زوج باز طولی برابر 1 کیلومتر دارد بعلاوه DNA یک مولکول محکمی است سختی آن میتواند شبیه به ماکارونی نیم پخت باشد بهمین علت است که محلولهای DNA چسبندگی زیادی دارند بعلاوه مولکولهای بلند DNA میتوانند به راحتی با نیروی حرکتی آسیب ببینند یا با استفاده از ولتراموند با توان بالا ، که در نهایت غلظت محیط کم میشود حساسیت نسبت به لرزش مشکل ساز میشود اگر بخواهید مولکولهای بلند DNA را به صورت دست نخورده جداکنیم اگر چه باید از لرزشهای صسورت برای تولید DNA با طول متوسط و مشخثث استفاده کرد توجه کنید که لرزش و صوت هیچ کدام DNA دارد ناتوره نمی کند آنها فقط  طول مولکول دو رشته ای DNA را در محلول کوتاه میکنند .

چگالی شناوری :

تجزیه و خالص سازی DNA میتواند مطابق با چگالی آن انجا م گیرد در محلولهای با غلظت بالا از نمکی باوزن مولکولی زیاد دارند برای مثال هشت مول کلرید سدیم ، DNA  چگالی مشابه با توده محلول معینی حدد 107 گرم دارد اگر محلول در با سرعت بالا سانتریفوژ کینیم ، محلول غلیط سدیم گرایش درد که به انتهای لوله برود و یک شیب چگالی ایجاد کند ( شکل 3) درنهایت DNA موجود در محلول یک نوار معینی را در نزدیک محل رسوب سزیم ایجاد میکند که  این نوار به خاطر چگالی شناوری خاص DNA میباشد این روش سانتریفوژ تعادتی براساس شیب چگالی یا سانتریفوژ ایزو پیکینک می گویند از آنجائیکه تحت این وضعیت ذرات RNA   در ته ظرف رسوب میکنند این میتواند روش مناسبی برای خالص سازی DNA از این دو  ترکیب باشد این روش از نظر تجزیه و تحلیل هم تاثیر دارد زیرا که چگالی شناوری DNA (‌p) رابطه خطی ای از میزان G+C موجود در مولکول است

P=1066+0/098%(G+C)

بنابراین رسوب DNA میتواند استفاده شود برای تخمین محتوای G+C  و یادر بعضی موارد قطعات DNA با محتوی G+C مختلف از کلروپلاستها مولکول میتواند جداشود .

Q4 : کنترلهای ترجمه و رویدادهای پساز ترجمه

نکات کلیدی

کنترل ترجمه :

در پزوکاریوتها سطح ترجمه سیترونها مختلف میتواند موثر واقع شو بوسیله ( 1) اتصال مولکولهای کوتاه آنتی سنس ( 2) ثبات نسبی با نوکلئازهای قسمتهایی از RNA   پلی سیترونی و( 3) باندهای  پروتئینی که ممانعت میکنند از دسترسی ریبوزوم تحت تاثیر قرار گیرد در یوکاریتها باندهای پروتئینی میتوانند نیز  با پوشش Mrna از ترجمه مانه شوند و تکرار هایی از توالی  را بی ثبات کنند و ترجمه Mrna را کمتر کنند .

پلی پروتئینها :

 یک محصول ترجمه منفرد به نام پلی پروتئین شکافته میشود برای تولید دو یا چند پروتئی جدا بسیاری از ویروسها پلی پروتئینها را تولید میکنند

هدف گیری پروتئین :

نوالیهای لیپیدی کوتاه ویژه ای در پروتئین تعیین میکند مکان سلولی پروتئین را  مانند هسته ، میتوکندری ، یا کلروپلاست توالی نشانه پروتئینخا ترشحی موجب اتثال ریبوزوم در حال ترجمه به عواملی میشود که این عوام در اتصال ریبوزوم به غشا نقش دارند و پروتئین در حال سنتز منتقل میشود از مسان غشاء معمولاً توالی نشانه جدا میشود بوسیله نشانه پپتیدلاز .

تغییر پروتئین :

بیشترین تغییرات عادی برای پلی لیپیتدهای جدید جداشدگی و تغییرات شیمیایی هستند شکاف اتفاق می افتد برای انتقال پتیدهای نشانه برای رها سازی قطعات بالغ از پلی پروتئینها برداشت لیپیتدهای داخلی  و آرایش پایانه های N  و C وجود دارند تغییرات شیمیایی که  میتوانند برروی کلی پروتئینها اتفاق می افتد به جزء شش  زنجیره جانبی آمینو اسید اغلب فستوریلاسیون فعالیت پروتئین را کنترل میکند

تخریب پروتئین :

 پروتئینها یآسیب دیده تغییر یافته ناپایدار به  طور  ذاتی با  وجود مولکولهای چندتایی یوبی کوئیتین به طور کووالانسی به پرتئینها متصل شده اند برای تخریب مشخص میشوند پروتئین یوبی کوئیتن بعداً تخریب میشود بوسیله یک کمپلکس پروتئاز 26S .

موضوعت مرتبط :

ژنهای  راه اندازها و افزایش دهنده ها ( m4(

پردازش  mRNA، hbRNPS و snRNPs

کنترل ترجمه :

بخا طر  ماهیت مختلف mRNA در پروکاریوتها و یوکاریوتها و فقدان پوشش هتسه ای در  پروکاریوتها امکانات مختلف وجود دارند برای کنترل ترجمه در  پروکاریوتها ساختار تشکیل شده بوسیله نواحی mRNA جایگاههای اتصال ریبوزم را مبهم میکنند بنابراین ترجمه بعضی از سیترونها نسبت به دیگران کاهش می یابد حضور کیپهای چندتایی از  معمولاً در ناحیه بدون کلرون ، mRNA را برای تخریب سریع معین  میکند نوع دیگری از کنترل ترجمه اتصال مستقیم پروتئینهاا به mRNA و در نتیجه جلوگیری از ترجمه است این RNA   ، mRNA پو شیده  نام دارد در وضعیتهای مناسب mRNA میتواند با جداشدن پروتئین mRNA میتواند ترجمه شود برخی توالیهای بدون رمز میتواند موجب شود mRNA در قسمت مخصوصی باعث قرار گرفتن آن در سیتوپلاسم شود و قتی ترجمه میتواند شیبی از غلظت پروتئین را در درون سلول ایجاد میکند .